Требования к промышленным теплообменным аппаратам. Двухходовой кожухотрубный рекуперативный аппарат. График изменения температуры теплоносителей в пароводяном подогревателе. Гидравлический и механический расчет подогревателя. Эскиз эллиптического днища.
Аннотация к работе
Процессы тепломассообмена сопровождаются химическими реакциями и физическими превращениями (нагревание, охлаждение, кипение, конденсация и др.). Теплообменными аппаратами называют устройства, предназначенные для передачи тепла от одного теплоносителя к другому, а также для осуществления различных технологических процессов: нагревания, охлаждения, кипения, конденсации и др. В поверхностных теплообменниках теплота от среды с более высокой температурой передается твердой стенке (насадке), а от нее - более холодной среде. В контактных аппаратах теплообмен осуществляется при непосредственном соприкосновении теплоносителей и, как правило, сопровождается переносом массы. Поверхность твердой стенки или границы раздела контактирующих сред, через которую осуществляется теплообмен, называется поверхностью теплообмена или поверхностью нагрева, а если теплообмен сопровождается передачей масс, - поверхностью тепломассообмена.При средней температуре определим теплофизические характеристики теплоносителя внутри труб, с помощью таблицы «Теплофизические свойства воды на линии насыщения» (прил.7): где Определяем количество теплоты, передаваемой паром воде во второй зоне: , КВТ. Определяем коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности стенки трубки к воде: , где ?в - коэффициент теплопроводности воды, ?в = 65,22·10-2 Вт/м·°С; Определяем коэффициент теплоотдачи от пара к трубе: , где ?п - коэффициент теплопроводности пара, ?п =3,03·10-2 Вт/м·°С; Определим величину удельного теплового потока при передаче теплоты от пара к стенке: где q1 - удельный тепловой поток при передаче теплоты от пара к стенке, Вт/м2;Определим коэффициент сопротивления трения для чистых трубок. , Определим потери на трение в каналах при продольном омывании пучка труб теплообменного аппарата. Определим гидравлические потери давления в местных сопротивлениях. Определим полный напор, необходимый для движения жидкости или газа через теплообменник. Определим площадь сечения и диаметр входного и выходного патрубков для воды.В результате проведенных расчетов разработан подогреватель, имеющий следующие характеристики: 1. Температура: воды на входе 5 °С воды на выходе81 °С пара на входе152 °С Размеры подогревателя: внутренний диаметр корпуса501 (600) мм толщина стенок корпуса4 мм высота трубок4160 (4000) ммОпределим толщину стенки кожуха. Определим толщину эллиптического днища. Исходя из условия технологичности изготовления, принимаем предварительно мм, тогда толщина стенки днища, имеющего отверстие, определяется по выражению: , Условия применимости этой формулы: где z - коэффициент, учитывающий ослабление днища изза отверстия, z = 1 при ; Определим коэффициент, выражающий отношение жесткости трубок к жесткости кожуха.Толщина стенок кожуха и днища 4 ммДля закрепления теоретических знаний по курсу “Тепломассообмен” была выполнена курсовая работа: ”Расчет пароводяного подогревателя”. В конструктивном расчете теплообменного аппарата решалось 3 задачи: 1. тепловая В тепловом расчете были определены: - физические параметры воды и пара количество тепла, передаваемое паром воде, для двух зон теплообмена Q = 8895,8 КВТ. коэффициент теплоотдачи: для воды = 5340,2 Вт/ •град., для пара = 307,2 Вт/ •град.
Вывод
Для закрепления теоретических знаний по курсу “Тепломассообмен” была выполнена курсовая работа: ”Расчет пароводяного подогревателя”.
В конструктивном расчете теплообменного аппарата решалось 3 задачи: 1. тепловая
2. гидравлическая
3. механическая
В тепловом расчете были определены: - физические параметры воды и пара
- средняя логарифмическая разность температур: для первой зоны ? = 80,5°С, для второй зоны ? = 106,7°С.
- количество тепла, передаваемое паром воде, для двух зон теплообмена Q = 8895,8 КВТ.
- массовый расход пара = 4,2кг/с.
- коэффициент теплоотдачи: для воды = 5340,2 Вт/ •град., для пара = 307,2 Вт/ •град.
- коэффициент теплопередачи: для первой зоны = 289 Вт/ •град. , для второй зоны = 2624 Вт/ •град., - поверхность нагрева: F = 50 .
- общее количество трубок n = 127
- длина трубок L = 4 м.
В гидравлическом расчете определили: - полный напор, необходимый для перемещения воды через аппарат, который составил ?P = 10590 Па
- мощность, необходимую для движения воды через подогреватель N = 0,307 КВТ
- размеры патрубков: для воды = 0,029 , = 0,192 м;
для входа пара = 0,04 , = 0,228 м;
для выхода конденсата = 0,0014 , = 0,042 м;
для откачки воздуха = 0,031 , = 0,199 м.
В механическом расчете, при расчете на прочность были определены: - расчетное давление = 7,23 МПА
4. Промышленные тепломассообменные установки и процессы: Учебник для вузов. А.М. Бакластов, В.А. Горбенко, О.Л. Данилов и др.; Под ред. А.М. Бакластова. - М.: Энергоатомиздат, 1986.